Anchor 中的跨程序调用

跨程序调用（CPI）是指在 Solana 中一个程序调用另一个程序的公共函数。本文将详细讲解如何在 Anchor 框架中实现 CPI，重点展示调用另一个 Anchor 程序的过程，并以 Alice 调用 Bob 的示例说明。注意，本教程适用于 Anchor 程序，不适用于纯 Rust 开发的程序。

CPI 基础回顾

CPI 的典型示例是向系统程序转账 SOL：

pub fn send_sol(ctx: Context<SendSol>, amount: u64) -> Result<()> {
    let cpi_context = CpiContext::new(
        ctx.accounts.system_program.to_account_info(),
        system_program::Transfer {
            from: ctx.accounts.signer.to_account_info(),
            to: ctx.accounts.recipient.to_account_info(),
        }
    );

    let res = system_program::transfer(cpi_context, amount);

    if res.is_ok() {
        return Ok(());
    } else {
        return err!(Errors::TransferFailed);
    }
}

CpiContext 表示跨程序调用，调用其他程序的逻辑与之类似。

Bob 程序

首先创建 Bob 程序：

anchor init bob

将以下代码写入 bob/lib.rs：

use anchor_lang::prelude::*;
use std::mem::size_of;

declare_id!("BN2aLyQ8UJozgebuDVdwhY47VZA2RbS3HDRDz5zyYQqw");

#[program]
pub mod bob {
    use super::*;

    pub fn initialize(ctx: Context<Initialize>) -> Result<()> {
        msg!("Data Account Initialized: {}", ctx.accounts.bob_data_account.key());
        Ok(())
    }

    pub fn add_and_store(ctx: Context<BobAddOp>, a: u64, b: u64) -> Result<()> {
        let result = a + b;
        ctx.accounts.bob_data_account.result = result;
        Ok(())
    }
}

#[account]
pub struct BobData {
    pub result: u64,
}

#[derive(Accounts)]
pub struct BobAddOp<'info> {
    #[account(mut)]
    pub bob_data_account: Account<'info, BobData>,
}

#[derive(Accounts)]
pub struct Initialize<'info> {
    #[account(init, payer = signer, space = size_of::<BobData>() + 8)]
    pub bob_data_account: Account<'info, BobData>,
    #[account(mut)]
    pub signer: Signer<'info>,
    pub system_program: Program<'info, System>,
}

Bob 提供两个函数：initialize 初始化存储账户，add_and_store 将两个 u64 相加并存储。

Alice 程序

在 bob 项目中创建 Alice 程序：

anchor new alice

编辑 programs/alice/Cargo.toml，添加依赖：

[dependencies]
bob = { path = "../bob", features = ["cpi"] }

此依赖使 Alice 能访问 Bob 的函数和结构体，类似 Solidity 中的接口导入。

Alice 的完整代码如下：

use anchor_lang::prelude::*;
use bob::cpi::accounts::BobAddOp;
use bob::program::Bob;
use bob::BobData;

declare_id!("GaKz6s9cpFBNMTM56TE3uQLMJ3YefZp4VFiUnCkQT8fU");

#[program]
pub mod alice {
    use super::*;

    pub fn ask_bob_to_add(ctx: Context<AliceOp>, a: u64, b: u64) -> Result<()> {
        let cpi_ctx = CpiContext::new(
            ctx.accounts.bob_program.to_account_info(),
            BobAddOp {
                bob_data_account: ctx.accounts.bob_data_account.to_account_info(),
            }
        );

        let res = bob::cpi::add_and_store(cpi_ctx, a, b);

        if res.is_ok() {
            return Ok(());
        } else {
            return err!(Errors::CPIToBobFailed);
        }
    }
}

#[error_code]
pub enum Errors {
    #[msg("cpi to bob failed")]
    CPIToBobFailed,
}

#[derive(Accounts)]
pub struct AliceOp<'info> {
    #[account(mut)]
    pub bob_data_account: Account<'info, BobData>,
    pub bob_program: Program<'info, Bob>,
}

CPI 结构分析

与转账 SOL 的代码对比：

• 目标程序：bob_program 或 system_program。
• 账户列表：BobAddOp 或 Transfer 结构体。
• 参数：a, b 或 amount。

CPI 需提供目标程序引用、所需账户和调用参数。

测试 CPI

测试代码如下：

import * as anchor from "@coral-xyz/anchor";
import { Program } from "@coral-xyz/anchor";
import { Bob } from "../target/types/bob";
import { Alice } from "../target/types/alice";
import { expect } from "chai";

describe("CPI from Alice to Bob", () => {
  const provider = anchor.AnchorProvider.env();
  anchor.setProvider(provider);

  const bobProgram = anchor.workspace.Bob as Program<Bob>;
  const aliceProgram = anchor.workspace.Alice as Program<Alice>;
  const dataAccountKeypair = anchor.web3.Keypair.generate();

  it("Is initialized!", async () => {
    const tx = await bobProgram.methods
      .initialize()
      .accounts({
        bobDataAccount: dataAccountKeypair.publicKey,
        signer: provider.wallet.publicKey,
        systemProgram: anchor.web3.SystemProgram.programId,
      })
      .signers([dataAccountKeypair])
      .rpc();
  });

  it("Can add numbers!", async () => {
    const tx = await aliceProgram.methods
      .askBobToAdd(new anchor.BN(4), new anchor.BN(2))
      .accounts({
        bobDataAccount: dataAccountKeypair.publicKey,
        bobProgram: bobProgram.programId,
      })
      .rpc();
  });

  it("Can assert value in Bob's data account equals 4 + 2", async () => {
    const BobAccountValue = (
      await bobProgram.account.bobData.fetch(dataAccountKeypair.publicKey)
    ).result.toNumber();
    expect(BobAccountValue).to.equal(6);
  });
});

测试流程

1. 初始化 Bob 的数据账户。
2. Alice 调用 add_and_store 计算 4 + 2。
3. 验证结果为 6。

优化为一行 CPI

通过在 AliceOp 上实现 impl，可简化 CPI：

use anchor_lang::prelude::*;
use bob::cpi::accounts::BobAddOp;
use bob::program::Bob;
use bob::BobData;

declare_id!("GaKz6s9cpFBNMTM56TE3uQLMJ3YefZp4VFiUnCkQT8fU");

#[program]
pub mod alice {
    use super::*;

    pub fn ask_bob_to_add(ctx: Context<AliceOp>, a: u64, b: u64) -> Result<()> {
        let res = bob::cpi::add_and_store(ctx.accounts.add_function_ctx(), a, b);

        if res.is_ok() {
            return Ok(());
        } else {
            return err!(Errors::CPIToBobFailed);
        }
    }
}

impl<'info> AliceOp<'info> {
    pub fn add_function_ctx(&self) -> CpiContext<'_, '_, '_, 'info, BobAddOp<'info>> {
        let cpi_program = self.bob_program.to_account_info();
        let cpi_account = BobAddOp {
            bob_data_account: self.bob_data_account.to_account_info(),
        };
        CpiContext::new(cpi_program, cpi_account)
    }
}

#[error_code]
pub enum Errors {
    #[msg("cpi to bob failed")]
    CPIToBobFailed,
}

#[derive(Accounts)]
pub struct AliceOp<'info> {
    #[account(mut)]
    pub bob_data_account: Account<'info, BobData>,
    pub bob_program: Program<'info, Bob>,
}

此方法将 CPI 封装为一行，避免重复代码，提升可维护性。

总结

• CPI 核心：提供目标程序、账户上下文和参数。
• Anchor 集成：通过依赖导入目标程序的定义。
• 优化方式：利用 impl 简化调用。

此机制适用于 Anchor 程序间的交互，确保高效的链上操作。

【笔记配套代码】 https://github.com/0xE1337/rareskills_evm_to_solana 【参考资料】 https://learnblockchain.cn/column/119 https://www.rareskills.io/solana-tutorial